Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Grafika inżynierska

Doc. dr inż. Jacek Jarnicki

Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki

p. 226 C-3, tel. [phone]

[e-mail]

www.zsk.iiar.pwr.wroc.pl

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Informacje organizacyjne

1. Układ godzinowy przedmiotu (11000)

Wykład - 1 godz. na tydzień (2 godz. co 2 tygodnie)

Ćwiczenia - 1 godz. na tydzień (2 godz. co 2 tygodnie)

3. Literatura

Tadeusz Dobrzański: Rysunek techniczny maszynowy,
WNT Warszawa 2006, (wydanie 24)

2. Forma zaliczenia

Wykład - ocena z testu (przedostatni wykład)

Ćwiczenia - ocena z zadań wykonanych na ćwiczeniach

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Wykład 1

Plan wykładu:

1. Historia inżynierskiej dokumentacji rysunkowej

2. Techniki wykonywania rysunków dawniej

i obecnie

3. Grafika inżynierska – obszary zastosowań

4. Normalizacja technicznej dokumentacji rysunkowej

5. Znormalizowane elementy rysunku technicznego

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Historia – okres przedindustrialny
(do początków XVIII wieku)

•

wyroby produkowane jednostkowo (rzemieślnicy),

•

naturalne materiały i proste technologie wytwarzania,

•

brak potrzeby zachowania powtarzalności cech wyrobu,

•

dokumentowanie wyrobu w większości przypadków

było zbędne,

•

w przypadku dokumentowania stosowano techniki malarskie

(rzutowanie perspektywiczne, cieniowanie) i często
skomplikowane opisy słowne.

Proste wyroby i brak konieczności ich dokumentowania

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Historia – okres przedindustrialny
(do początków XVIII wieku)

Leonardo da Vinci (1452 - 1519) - projekty maszyn

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Historia – rewolucja przemysłowa
(wiek XVIII do drugiej połowy wieku XIX)

•

napędy wodne i parowe oraz wykorzystujące je maszyny,

•

rozwój włókiennictwa i metalurgii,

•

pojawienie się potrzeby zachowania powtarzalności cech

wyrobu,

•

wzrost znaczenia dokumentowania wyrobu, jako wynik

podziału pracy,

•

zastosowanie osiągnięć geometrii w procesie dokumentacji

produktów.

Pojawienie się potrzeby dokumentowania konstrukcji

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Historia – rewolucja przemysłowa
(wiek XVIII do drugiej połowy wieku XIX)

Gaspard Monge (1746 - 1818)

trójwymiarowy, przy pomocy serii dwuwymiarowych rysunków
zwanych rzutami. Geometria wykreślna jest podstawą dla
rysunku technicznego (Engineering Drawing). Monge miał także
udział we wprowadzeniu systemu metrycznego. Był również
znaczącą postacią Rewolucji Francuskiej.

Francuski matematyk, fizyk i polityk. Twórca
geometrii wykreślnej (Descriptive Geometry),
będącej

zbiorem

zasad

pozwalających

przedstawić w jednoznaczny sposób obiekt

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Historia – rewolucja przemysłowa
(wiek XVIII do drugiej połowy wieku XIX)

Rysunek wagonu kolejowego wykonany w kilku rzutach

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Historia – druga rewolucja przemysłowa
(druga połowa XIX wieku do końca II Wojny Światowej)

•

zwiększenie różnorodności i skali produkcji wyrobów

przemysłowych (produkcja masowa),

•

prąd elektryczny, nowe materiały i technologie wytwarzania,

•

potrzeba zachowania powtarzalności cech wyrobu,

•

wzrost znaczenia normalizacji tak wyrobu, jak i jego

dokumentacji,

•

pojawienie się nowych gałęzi produkcji spowodowało

konieczność wprowadzenia nowych symboli i konwencji
upraszczania opisu,

Wzrost znaczenia dokumentowania konstrukcji

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Historia – druga rewolucja przemysłowa
(druga połowa XIX wieku do końca II Wojny Światowej)

Schemat ideowy i widoki wzmacniacza lampowego z 1934 r

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Historia – rewolucja informacyjna
(koniec II Wojny Światowej do dzisiaj)

•

nowe technologie i konstrukcje jako efekt II Wojny Światowej

i zbrojeń w okresie powojennym,

•

komputer jako narzędzie przetwarzania informacji,

•

komputerowe systemy projektowania i wytwarzania CAD/CAM

(Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing),

•

dokumentacja techniczna wykonywana i udostępniania

i archiwizowana przy pomocy technologii informatycznych,

•

wzrost roli metod matematycznych i wprowadzenie nowych

„nierysunkowych” metod zapisu konstrukcji inżynierskich,

Zastosowanie informatyki w projektowaniu i dokumentowaniu

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Historia – rewolucja informacyjna
(koniec II Wojny Światowej do dzisiaj)

Przykład 1: Konstrukcyjna Geometria Bryłowa

(Solid Modeling Geometry, CSG)

pipe = difference{

cylinder(<x1,y1,z1>, <x2,y2,z2>, r1, Brass);

cylinder(<x3,y3,z3>, <x4,y4,z4>, r2, Brass);

}

Obiekty złożone, budowane są przez wykonywanie operacji

(dodawanie, odejmowanie, itd.) na obiektach elementarnych
(prostopadłościany, walce, kule, itd.). Istnieje możliwość
„zagnieżdżania” obiektów i ich parametryzacji.

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Historia – rewolucja informacyjna
(koniec II Wojny Światowej do dzisiaj)

Przykład 2: Interakcyjne modelowanie powierzchni obiektów i ich

opis w postaci równań matematycznych

((((

))))

((((

))))

((((

))))

v

,

u

f

z

1

v

,

u

0

v

,

u

f

y

v

,

u

f

x

z

y

x

=

=

=

=

≤

≤

≤

≤

≤

≤

≤

≤

=

=

=

=

=

=

=

=

Siatka punktów

Wizualizacja 3-D

powierzchni „napiętej”

na siatce

Równania

parametryczne

powierzchni

Projektant manipulując punktami siatki i obserwując powierzchnię
na monitorze, może prawie dowolnie wpływać na jej kształt.

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Historia – rewolucja informacyjna
(koniec II Wojny Światowej do dzisiaj)

Przykład 3: Język VHDL do projektowania układów cyfrowych ASIC

-- VHDL code for AND-OR-INVERT gate

entity AOI is port ( A, B, C, D: in STD_LOGIC; F : out STD_LOGIC ); end AOI;

architecture V1 of AOI is begin F <= not ((A and B) or (C and D)); end V1;

-- end of VHDL code

A

B

C

D

F

VHDL - Very High Speed Integrated Circuits Hardware Description

Language

ASIC - Application Specific Integrated Circuit

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Techniki wykonywania rysunków dawniej
i obecnie

• rysunek odręczny,

• rysunek wykonywany przy pomocy przyrządów kreślarskich,

• rysunek „komputerowy” i fotografia cyfrowa.

Techniki wykonywania rysunków

Rysunek odręczny (manual drawing)

• papier (raczej czysty, bez linii, kratek itp. ),

• ołówek o średniej twardości oraz gumka.

… ,H3, H2, H ← HB (Hard and Black) → B, B2, B3, …

twarde ← twardość średnia → miękkie

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Techniki wykonywania rysunków dawniej
i obecnie

Rysunek wykonywany przyrządami kreślarskimi

• papier (karton lub kalka techniczna),

• ołówek lub tusz,

• różne przyrządy kreślarskie.

Komplet przyrządów kreślarskich z początku XX wieku

zerownik

cyrkiel

przenośnik

grafion

„kroczek”

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Techniki wykonywania rysunków dawniej
i obecnie

• stanowiska pracy - rysownice, deski kreślarskie,

• kształtowanie linii - linijki, trójkąty, krzywiki, spliny,

• prowadzenie linii - ołówki, grafiony, rapidografy, grafosy.

Rysunki wykonywano tuszem na kalce
technicznej, powielano na specjalnym
papierze metodą fotochemiczną (tzw.
ś

wiatłokopia), uzyskując trwałe odbitki

o dość charakterystycznym zabarwieniu
(blueprint).

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Techniki wykonywania rysunków dawniej
i obecnie

Rysunek wykonywany przy pomocy komputera

• rysowanie – specjalne oprogramowanie np. AutoCAD® 2009,

• kopie – drukarki, plotery.

Zalety rysowania z wykorzystaniem komputera

• proste poprawianie błędów powstałych w czasie pracy,

• łatwość uzyskania właściwej grubości i wzoru linii,

• brak problemów z opisami tekstowymi,

• łatwość kopiowanie i przenoszenia powtarzalnych elementów

rysunku,

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Techniki wykonywania rysunków dawniej
i obecnie

• możliwość grupowania obiektów rysunkowych a następnie ich

dowolnej transformacji

• warstwy (jakby przezroczyste folie nakładane na siebie),

• w pewnym zakresie automatyczna kontrola poprawności

wykonywanej pracy (np. kontrola wymiarowania)

Mimo tych wszystkich zalet, rysowanie z wykorzystaniem
profesjonalnego oprogramowania nie jest wcale takie proste.
Programy dają bardzo wiele możliwości i w związku z tym nie są
zbyt łatwe użyciu. Dla sprawnego korzystania ważne jest nie
tylko

sprawne

opanowanie

poszczególnych

narzędzi

do

rysowania, ale także umiejętność połączenia etapów pracy we
właściwe sekwencje.

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Techniki wykonywania rysunków dawniej
i obecnie

Fotografia cyfrowa i skanowanie 3-D

• coraz tańsza i doskonalsza technologia,

• możliwość prawie dowolnej edycji zdjęć przy

pomocy odpowiedniego oprogramowania,

• fotografia obliczeniowa (Computetional Photography),

• akwizycja kształtów 3-D (skanery laserowe).

Inżynieria odwrotna (Reverse Engineering) – odtwarzanie opisu
i sposobu działania obiektu na podstawie zadanego wzorca.

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Grafika inżynierska – obszary zastosowań

• rysunek techniczny maszynowy,

• rysunek architektoniczny-budowlany,

• rysunek elektryczny, elektroniczny itp.,

• graficzne metody prezentacji danych liczbowych.

Podstawowe rodzaje dokumentacji rysunkowej

Rysunek techniczny maszynowy

Zbiór zasad i konwencji graficznego przedstawiania geometrii
i własności powierzchni elementów i urządzeń mechanicznych.

• rysunki wykonawcze (jeden element),

• rysunki złożeniowe (całe urządzenie),

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Grafika inżynierska – obszary zastosowań

Złącze HDMI stosowanie w technice video

Zdjęcie i jeden z rzutów obiektu

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Grafika inżynierska – obszary zastosowań

Rysunek architektoniczno-budowlany

Odmiana rysunku technicznego stosowana w budownictwie.

Fragmenty rysunków: elewacji i rzutu kondygnacji budynku

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Grafika inżynierska – obszary zastosowań

Rysunek elektryczny i elektroniczny

Fragmenty rysunków: projekt instalacji elektrycznej w budynku

i schemat wzmacniacza lampowego

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Grafika inżynierska – obszary zastosowań

Prezentacja danych liczbowych - przykład

• wektor liczbowy

x =

[-0.1199 -0.0653 0.4853 -0.5955 -0.1497 -0.4348 -0.0793 1.5352 -0.6065 -1.3474

0.4694 -0.9036 0.0359 -0.6275 0.5354 0.5529 -0.2037 -2.0543 0.1326 1.5929
1.0184 -1.5804 -0.0787 -0.6817 -1.0246 -1.2344 0.2888 -0.4293 0.0558 -0.3679 ]

histogram

n

k =

n

k =

Jak rysować histogram?

n

= liczba danych

k

= liczba słupków

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Normalizacja technicznej dokumentacji
rysunkowej

ISO - (International Organization for Standarization) - organizacja
międzynarodowa zrzeszająca krajowe organizacje normalizacyjne

PKN - (Polski Komitet Normalizacyjny) - krajowa instytucja
normalizacyjna, państwowa jednostka budżetowa

Norma - dokument będący wynikiem normalizacji, standaryzujący
działalność badawczą, technologiczną, produkcyjną, usługową

Polska Norma (oznaczana PN) – norma o zasięgu krajowym,
zatwierdzona przez PKN. Normy PN są ogólnie dostępne
(nie bezpłatne !!!), ich dystrybucję kontroluje PKN

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Normalizacja technicznej dokumentacji
rysunkowej

PN-EN ISO 5456-1:2002
Rysunek techniczny - Metody rzutowania – Część 1: Postanowienia ogólne str. 11

PN-EN ISO 5456-2:2002
Rysunek techniczny - Metody rzutowania – Część 2: Przedstawianie prostokątne str. 13

PN-EN ISO 5456-3:2002
Rysunek techniczny - Metody rzutowania – Część 3: Przedstawianie aksonometryczne str. 16

PN-EN ISO 5456-4:2006
Rysunek techniczny - Metody rzutowania – Część 4: Rzutowanie środkowe str. 40

PN-EN ISO 5455:1998
Rysunek techniczny. Podziałki 4 str. 17

Przykłady dokumentów normalizujących rysunek techniczny

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Znormalizowane elementy rysunku
technicznego

Formaty arkuszy rysunkowych (PN-N-01612:1980)

A4 – 210 x 297mm – format zasadniczy

A4, A3, A2, A1, A0 – formaty podstawowe

A4

A5

A5

A3

A2

A1

210

2

9

7

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Znormalizowane elementy rysunku
technicznego

Obramowanie i tabliczka (PN 85/M-01119)

a

grubość linii 0.7 mm

Tabliczka

a

= 5 mm dla formatów A3 i mniejszych

a

= 7 do 10 mm dla formatów większych

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Znormalizowane elementy rysunku
technicznego

Linie rysunkowe (PN-82/N-01616)

urwania i przerwania obiektów

cienka

zygzakowa

urwania i przerwania obiektów

cienka

falista

skrajne położenia elementów ruchomych

cienka

dwupunktowa

osie symetrii, linie podziałowe

cienka

powierzchnie powlekane

gruba

punktowa

zarysy i krawędzie niewidoczne

cienka

kreskowa

linie wymiarowe, linie pomocnicze, kreskowania

cienka

krawędzie rysowanych obiektów

gruba

linia oznaczająca przekrój, narożniki przekrojów

bardzo gruba

ciągła

Zastosowanie

Grubość

Typ linii

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Znormalizowane elementy rysunku
technicznego

Zasady dobory grubości linii i ich rysowania

• grubości linii należy dobierać w zależności od wielkości

i stopnia złożoności rysunku,

• linia gruba powinna mieć około połowy grubości linii bardzo

grubej a linia cienka około 1/3 grubości linii grubej,

• linie powinny przecinać się mniej więcej tak:

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Znormalizowane elementy rysunku
technicznego

Pismo techniczne (PN 80/N-01606)

pismo proste

pismo pochyłe (nachylenie około 75°)

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Znormalizowane elementy rysunku
technicznego

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Znormalizowane elementy rysunku
technicznego

Podziałki (PN-80/N-01610 )

•

zwiększające 50:1, 20:1, 10:1, 5:1, 2:1

•

naturalna 1:1

•

zmniejszające 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50, 1:100 itd.

Norma dopuszcza stosowanie podziałek pośrednich oraz

rozszerzenie skali za pomocą wielokrotności liczby 10.

Wyróżnia się podziałkę główną (wpisywaną do tabliczki

rysunkowej) oraz podziałki pomocnicze, które dotyczą
elementów (szczegółów) przestawianymi w innej podziałce niż
podziałka główna.